2.3. Варианты заданий на выполнение работы

1. Используя метод Кифера-Джонсона, изучить влияние добавки поверхностно-активного вещества (ПАВ) на прочностные показатели цементного камня (бетона) и определить ее оптимальную дозировку.

2. Используя метод Кифера-Джонсона, изучить влияние добавки электролита-ускорителя твердения на прочностные показатели цементного камня (бетона) и определить ее оптимальную дозировку.

3. Используя метод Кифера-Джонсона, изучить влияние добавки минерального дисперсного наполнителя на прочностные показатели цементного камня (бетона) и определить ее оптимальную дозировку.

2.4. Методика выполнения работы

Студенческая подгруппа разбивается на три звена: каждое звено получает индивидуальное задание.

Вначале готовят эталон сравнения – цементное тесто или бетонную смесь состава, заданного преподавателем, без добавок.

Формуют образцы для испытаний на прочность: из цементного теста - кубы с размером ребра 50 ´ 50 ´ 50 мм; из бетонной смеси - кубы с размером ребра 100 ´ 100 ´ 100 мм. Количество образцов для испытаний в каждой серии опытов определяют по формуле (1.3). Затем готовят цементное тесто (бетонную смесь), содержащее добавку. Назначают первоначальный интервал добавки, руководствуясь накопленным опытом:

- если испытывается поверхностно-активное вещество, то его целесообразно принять равным 0 - 1 %;

- в случае использования ускорителя твердения – 0 - 2 %;

- для микронаполнителя – 0 - 30 %.

Дозировки добавок принимаются от массы цемента, считая на сухое вещество.

В соответствии с вышеизложенной стратегией планирования однофакторного эксперимента задаются числом необходимых опытов N, с величиной которого непосредственно связана степень локализации искомого оптимума. При этом необходимо иметь в виду, что получение интервала области оптимума в то же время не может быть меньше того значения, которое обеспечивают технические возможности дозирования изучаемой добавки. Обычно в таких исследованиях число опытов N принимают равным 6 - 10, тогда точность локализации оптимума, оцениваемая по величине , будет находиться в - рассматриваемого интервала. Если эта точность недостаточна, то число опытов N увеличивают.

Далее, используя формулу (2.2), рассчитывают как в условных единицах, так и в натуральных показателях дозировки той или иной добавки при постановке первых двух опытов. Готовят необходимые замесы и формуют образцы, твердение которых (так же как и эталона) осуществляется или ускоренным методом с применением тепловлажностной обработки в пропарочной камере, или в нормальных условиях (температура 20 ± 2 ^OC, влажность 100 %). Определяются геометрические размеры образцов и проводятся их испытания на универсальной механической машине УММ-20. Полученные результаты оформляют в виде табл. 2.1.

Таблица 2.1

Результаты испытаний образцов с добавкой ________________

(вид добавки)

Номер опыта	Дозировка добавки, % от массы цемента	Номер образца	Размеры образца-куба, а х b х h, м	Разрушающая нагрузка, Н	, МПа	, МПа
0	0 (эталон)	1
		2
		3
		n
1		1
		2
		3
		n
2		1
		2
		3
		n

Окончание табл. 2.1

Номер опыта	Дозировка добавки, % от массы цемента	Номер образца	Размеры образца-куба, а х b х h, м	Разрушающая нагрузка, Н	, МПа	, МПа
3		1
		2
		3
		n
m		1
		2
		3
		n

Перед началом постановки третьего опыта необходимо сравнить значения предела прочности при сжатии, полученные в опытах 1 и 2. По итогам сравнения и делают вывод о следующем, новом интервале добавки, который также условно принимается равным единице. В пределах этого интервала выбирается новая экспериментальная точка – x₃ и т. д.

Результаты всех дальнейших опытов также заносят в табл. 2.1 и строят графическую зависимость прочности цементного камня (бетона) от дозировки той или иной добавки.

Выводы по работе

На основании полученных результатов делают вывод о влиянии изучаемой добавки на прочность цементного композита и о ее оптимальной дозировке.

Контрольные вопросы

1. Какие виды добавок применяются для улучшения свойств цементного камня и бетона и какова цель их применения?

2. Каков механизм действия каждого вида добавок?

3. В чем состоит существенная разница поиска оптимума при постановке «пассивного» и «активного» эксперимента?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Дисперсионный анализ результатов

однофакторного эксперимента